Mekanika Tanah Tanah 1
ANALISA UKURAN BUTIRAN (Grain Size Analysis)
Oleh : Handi Sudardja, ST. ST.,, M.En.
Grain Size Analysis
1
Mekanika Tanah Tanah 1
Ukuran butiran tanah sangat mempengaruhi sifat-siafat tanah, sehingga besarnya butiran akan membedakan tanah dalam katagori-katagori penamaan dan klasifikasinya. Analisa ukuran butiran (grain size analysis) analysis) tanah adalah menentukan besarnya ukuran-ukuran butir yang terkandung dari suatu contoh tanah di laboratorium. Dalam sistim klasifikasi butiran tanah dibagi 2 kelompok : 1. anah nah berbu berbutir tir kasa kasarr (coarse (coarse grained soils), soils), ukuran butiran ! "# $m (%,%"# mm) --! pasir (sands (sands), ), kerikil (gravels (gravels)) 2. anah berbutir halus (fine (fine grained soils), soils), ukuran butiran & "# $m --! lanau (silts (silts)) , lempung , lempung (clays), clays), tanah organik (organics soils) soils).
Grain Size Analysis
2
Mekanika Tanah 1
Klasi!i"asi U"uran #ar$i"el (S$andar A%eri"a)
Grain Size Analysis
3
Mekanika Tanah 1
PROSEDUR ANALISA UKURAN BUTIRAN ( Grain Size Analysis) A. ANALISA SARINGAN ( Sieve Analysis) --! Untuk butiran tanah ! "# $m ('aringan o. 2%% - %,%"# mm)
1. ontoh tanah kering diletakan diatas satu set saringan standar, kemudian saringan tersebut pada mesin getar. 2. imbang berat tanah yang tertahan (retained ) pada masing-masing saringan (*1, *2, ....*n) dan dalam pan (*p) +. itung berat tanah total : *1*2...(*i)...*n *p ΣΜ /. itung berat komulatif tertahan (retained) pada masing-masing saringan. Untuk saringan ke-i * 1*2...*i #. 0erat tanah yang lolos pada saringan ke-i : ΣΜ (*1*2....*i) . 3 tanah yang lolos ( passing) saringan ke-i (3 finer ):
F =
∑ M − ( M 1 + M 2 + ... + M i ) ∑ M
Grain Size Analysis
×100
4
Mekanika Tanah 1
A. ANALISA SARINGAN ( Sieve Analysis)
Grain Size Analysis
5
Mekanika Tanah 1
A. ANALISA SARINGAN ( Sieve Analysis)
Grain Size Analysis
6
Mekanika Tanah 1
B. ANALISA HIDROMETER --! Untuk butiran tanah & "# $m ('aringan o. 2%% - %,%"# mm)
4nalisa berdasarkan pada prinsip sedimentasi dari partikel tanah di dalam air. 0erdasarkan hukum 'tokes --! kecepatan pengendapan tergantung diameter butiran. 5
anah butir halus dilarutkan pada air suling defluculating agent (sodium hexamethaphosphate), agar butirannya terpisah
5
6arutan (suspension) ditempatkan pada tabung, kemudian air suling sampai 1%%% ml
5
idrometer digunakan utk mengukur berat 7enis (density ) larutan pada 8aktu (t) yg berbeda
5
9aktu (t) dan density (bacaan hidrometer) dicatat, data ini digunakan utk menghitung ukuran butiran dan 3 lolos (finer ) pada ukuran tersebut.
Grain Size Analysis
7
Mekanika Tanah 1
B. ANALISA HIDROMETER
(a)
(b) Gabar Alat U!i Hi"r#$t$r % a. idrometer dan elas Ukur 1%%% ml b. ;osisi hidometer pada 8aktu t
Grain Size Analysis
8
Mekanika Tanah 1
PROSEDUR U&I HIDROMETER (H'DROMETER TEST) % 5 'iapkan contoh tanah kering #% gr, dipecahkan gumpalannya dan taruh di mangkuk gelas, 5 ambahkan defluculating agent (sodium hexamethaphosphate): 12# cc dengan konsentrasi / 3, 5
Grain Size Analysis
9
Mekanika Tanah 1
PERHITUNGAN U&I HIDROMETER % 0esarnya diameter butiran tanah dalam larutan pada 8aktu t berdasarkan hukum Stokes :
D =
18η
L
( GS − 1)γ W
t
D diameter butiran tanah η
>iskositas air
γ W
berat >olume air
Grain Size Analysis
10
Mekanika Tanah 1
PERHITUNGAN U&I HIDROMETER % ?ika η ((g.det)@cm2), γ w (g@cm+), (cm), t (menit) dan D (mm), maka :
D( mm)
10 D
=
18η " g . e!) / cm 2 ]
L(cm)
( G s − 1)γ w ( g / cm3 )
t (menit ) × 60
30η =
( GS
D ( mm)
−
)
L
1 γ W
= K
!!!" #sumsi ,
t
L(cm) t ( menit )
→ K =
γ W
1 g@cm+
30η GS − 1
!!" $ tergantung pada temperatur benda u7i
Grain Size Analysis
11
Mekanika Tanah 1
ariasi nilai K "an G s
Grain Size Analysis
12
Mekanika Tanah 1
PERHITUNGAN U&I HIDROMETER % 5 0utiran (partikel) tanah yang mempunyai diameter lebih besar menurut ukum Stokes, akan mengendap disekitar Aona pengukuran.
5 ;ada keadaan ini, dengan pembacaan hydrometer yang dilakukan pada 8aktu yang ber>ariasi, dapat dihitung 3 lolos dan diameter D dapat ditentukan, dan distribusi ukuran butir dapat di plot@digambar.
Grain Size Analysis
13
Mekanika Tanah 1
asil analisa 'aringan dan idrometer disa7ikan dalam ra*ik "istribusi butiran :
Grain Size Analysis
14
Mekanika Tanah 1
A. Gra"asi Baik (well!graded ) : distribusi ukuran butirannya tersebar pada semua fraksi@ukuran. B. Gra"asi S$raa+&$l$k (uniform%poorly!graded ) : distribusi butirannya sebagian besar mengelompok pada batas inter>al fraksi@ukuran yang sempit. ,. Gra"asi (gap!graded ) : terdapat 7umlah butiran yang sama pada beberapa ukuran.
Grain Size Analysis
15
Mekanika Tanah 1
KOE-ISIEN KESERAGAMAN (coefficient of uniformity ) "an KOE-ISIEN GRADASI (coefficient of gradation)
&oefficient of '(*+-/ , & : u
C u
=
D60 D10 2 D30
&oefficient of 0#D#+( , & : c
C c
=
( D60 . D10 )
atatan : D% ukuran butiran dimana %3 dari butirannya lebih kecil@lolos (finer) dari ukuran tersebut D+% ukuran butiran dimana +%3 dari butirannya lebih kecil@lolos (finer) dari ukuran tersebut D1% ukuran butiran dimana 1%3 dari butirannya lebih kecil@lolos (finer) dari ukuran tersebut
Grain Size Analysis
16
Mekanika Tanah 1
&oefficient of 'niformity and 0radation 1
C u =
D60
C c
D10
=
2 D30
( D60 . D10 )
5 4 'and is 8ell graded if & ! and & 1-+ u
c
5 4 ra>el is 8ell graded if & ! / and & 1-+ u
c
5 anah berbutir kasar (a coarse grain soil ) dikatakan b$rra"asi baik (well-graded ) bila mempunyai distribusi yang merata pada semua ukuran dimana butiran yang lebih kecil mengisi rongga ( voids) dari butiran yang lebih besar sehingga lebih padat atatan : D1% disebut ukuran efektif (effective size), yang menun7ukan indikasi baik dari karakteristik permeabilitas untuk tanah butir kasar.
Grain Size Analysis
17
Mekanika Tanah 1
&oefficient of 'niformity and 0radation 1
Grain Size Analysis
18
Mekanika Tanah 1
Grain Size Analysis
19
Mekanika Tanah 1
Grain Size Analysis
20
Mekanika Tanah 1
Grain Size Analysis
21
Mekanika Tanah 1
Grain Size Analysis
22
Mekanika Tanah 1
Grain Size Analysis
23
Mekanika Tanah 1
KERAPATAN RELATI- (relative density, Dr ) Berapatan relatif (Dr ) untuk menun7ukan tingkat kerapatan tanah berbutir kasar di lapangan. Dr ema= emin e
=
e$a% e$a%
−e
− e$in
×
100#
kemungkinan angka pori maksimum (loosest possi2le state) kemungkinan angka pori minimum (densest possi2le state) angka pori pada kondisi lapangan@hitungan (current voids ratio)
Batasan nilai relative density %
Cery 6oose %
*edium Dense
6oose 1#
+#
Cery Dense
Dense #
Grain Size Analysis
#
1%%
24
Grain Size Analysis
25
Mekanika Tanah 1
Grain Size Analysis
26
Mekanika Tanah 1
Grain Size Analysis
27
Mekanika Tanah 1
Grain Size Analysis
28
